在全球能源轉型與科技革命的雙重驅動下,核聚變技術正從實驗室走向工程化,成為人類追逐“終極能源”的核心賽道。作為模擬太陽內部反應的“人造太陽”,核聚變憑借燃料儲量豐富、零碳排放、本質安全等特性,被視為解決能源危機與氣候問題的關鍵路徑。
一、核聚變行業(yè)市場發(fā)展現狀分析
(一)技術進展:全球實驗室的里程碑式跨越
近年來,核聚變領域呈現“多路線并進、關鍵參數突破”的特征。磁約束托卡馬克裝置仍是主流方向,中國的“東方超環(huán)”(EAST)在2025年實現1億攝氏度穩(wěn)態(tài)運行,刷新等離子體約束時長紀錄;美國麻省理工學院支持的CFS公司,其SPARC裝置計劃2026年實現凈能量增益。慣性約束路線同步突破,美國國家點火裝置(NIF)通過激光驅動實現能量輸出,為聚變-裂變混合堆提供技術驗證。更具顛覆性的是場反位形(FRC)技術,中國瀚海聚能的第一代直線型裝置完成等離子體點亮,其模塊化設計與低成本優(yōu)勢,為商業(yè)化供電開辟新路徑。
(二)政策支持:國家戰(zhàn)略與資本的協(xié)同驅動
全球核聚變競賽已進入“國家意志”階段。中國將聚變能納入“十四五”能源科技創(chuàng)新規(guī)劃,通過組建中國聚變公司、增資超百億等舉措,構建“研究院+產業(yè)平臺”架構。美國發(fā)布《聚變能戰(zhàn)略》,提出科研合作、商業(yè)準備、伙伴關系三大支柱;英國宣布投資建設原型聚變工廠,目標2040年實現凈能量輸出。資本市場同步升溫,全球核聚變私人投資累計達,中國占比顯著,A股概念板塊平均市盈率遠超傳統(tǒng)能源行業(yè),金融資源加速向這一未來產業(yè)匯聚。
(三)產業(yè)生態(tài):從實驗室到產業(yè)鏈的初步成型
核聚變產業(yè)鏈呈現“上游材料專業(yè)化、中游設備集成化、下游應用多元化”特征。上游超導磁體、鎢銅復合材料等關鍵部件實現突破;中游反應堆制造形成“國家隊+民企”格局;下游應用場景從發(fā)電延伸至工業(yè)供熱、制氫等領域。中國已形成三大產業(yè)集群,合肥科學島集聚全國63%的托卡馬克研發(fā)人才,為技術迭代提供人才保障。國際協(xié)作同步深化,中國參與ITER項目貢獻度提升,與英國簽署慣性約束技術合作協(xié)議,全球競爭與合作并存。
(一)投資規(guī)模:全球資本競逐“終極能源”
核聚變行業(yè)正經歷“資本爆發(fā)期”,全球總投資額較五年前增長超400%,中國占比近兩成。這一增長既反映能源安全與碳中和的雙重壓力,也體現技術進步對投資信心的提振。美國科技巨頭谷歌與CFS達成電力采購協(xié)議,成為全球首個商業(yè)化聚變電力訂單;中國聚變公司成立后,獲得多家能源巨頭戰(zhàn)略入股,資本結構呈現多元化特征。
(二)商業(yè)化階段:從實驗裝置到示范電站的跨越
核聚變商業(yè)化路徑清晰呈現“短期實驗突破、中期混合堆過渡、遠期純聚變發(fā)電”三階段。當前全球在建和規(guī)劃的托卡馬克裝置超50臺,中國的EAST、HL-3與CFETR構成技術驗證核心平臺?;旌隙鸭夹g因兼具工程可行性與燃料成本優(yōu)勢,成為國內中長期布局重點,中核集團與中廣核聯合推進的示范電站計劃2028年并網,度電成本預計降至傳統(tǒng)能源水平。更值得關注的是,場反位形路線企業(yè)如Helion、瀚海聚能,已規(guī)劃2028-2030年實現商業(yè)化供電,其模塊化設計與快速迭代能力,可能率先突破經濟性瓶頸。
根據中研普華產業(yè)研究院發(fā)布的《2025-2030年中國核聚變行業(yè)全景調研與商業(yè)化路徑規(guī)劃報告》顯示:
(三)應用場景:從發(fā)電到全產業(yè)鏈的生態(tài)延伸
核聚變市場需求遠超能源供給本身。鋼鐵、水泥等工業(yè)領域的高溫工藝供熱需求,可通過聚變反應直接滿足;制氫產業(yè)可利用聚變電能進行水電解,生產清潔氫氣;甚至核醫(yī)療、中子成像等細分領域,也可通過聚變中子源實現技術突破。這種多元化應用場景,推動核聚變從“單一能源方案”向“綜合技術平臺”轉型,為產業(yè)鏈上下游創(chuàng)造萬億級市場空間。
(一)技術融合:AI與材料科學的協(xié)同突破
未來十年核聚變技術將深度融合人工智能與先進材料。AI算法通過實時優(yōu)化等離子體約束與加熱效率,提升反應穩(wěn)定性;高溫超導材料量產成本下降,推動托卡馬克裝置建造成本降低;鎢銅復合材料、液態(tài)鋰鉛合金等耐輻射材料的應用,延長反應堆壽命。這種技術融合不僅縮短工程驗證周期,更可能催生“緊湊型、高效率、低成本”的新一代裝置,加速商業(yè)化進程。
(二)政策深化:從項目支持到標準體系的構建
政策支持將從“資金投入”轉向“規(guī)則制定”。中國有望推出聚變能專項規(guī)劃,建立從實驗室到商業(yè)化的全鏈條支持體系;國際原子能機構(IAEA)可能出臺聚變安全標準,規(guī)范反應堆設計、建造與運營。更具戰(zhàn)略意義的是,中國可能主導制定國際聚變技術標準,從規(guī)則跟隨者轉向制定者,提升在全球能源治理中的話語權。
(三)全球格局:從技術競賽到生態(tài)共建的轉型
核聚變產業(yè)發(fā)展將呈現“競爭與合作并存”的特征。中美歐三極格局下,技術路線競爭本質是工程可行性與經濟性的博弈;但全球氣候目標又要求各國共享關鍵技術,如ITER項目多國協(xié)作模式可能深化。更具想象力的是,聚變技術可能成為“一帶一路”能源合作的新載體,通過輸出反應堆技術與標準,構建涵蓋發(fā)展中國家的清潔能源網絡,重塑全球能源貿易與地緣格局。
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